JP4606463B2 - 可変歪変形ロック・アンカ・ボルト装置 - Google Patents

可変歪変形ロック・アンカ・ボルト装置 Download PDF

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Description

本発明は、可変歪変形ロック・アンカ・ボルト装置に関し、より詳細には、それに限定はされないが、採鉱作業および坑道掘削作業において岩盤を安定化させるために使用する可変歪変形ロック・アンカ・ボルト装置に関する。
採鉱および坑道掘削作業における岩盤の安定化は、採鉱産業の当初から重要課題であった。支えのない岩盤および坑道壁は崩落して、作業員を死に至らせ、装置を破壊し、坑道再開のために行われる採掘物の運び出し作業を遅延させる事態が生ずる。これは、地震活動がある地域、または坑道掘削により岩盤のずれが生じている地域では最も重要な事態である。従来型のロック・ボルトは、十分な大きさのエネルギーを吸収するには特性が不十分なために、塑性変形を僅かに生じると、予兆なしに突然破損する。
可変歪変形ロック・アンカ・ボルトは、ガウジング部材によるガウジング(喰い込み)によって変位を制御でき、その第1の実施形態が、延伸引張支持部材と、少なくとも1つのガウジング部材と、延伸引張支持部材を受けることができ、少なくとも1つの保持凹部を有していて、ガウジング部材をそれらの間に配置し保持する受止部材とを備え、延伸引張支持部材は、最終破損に至るまでの所定の歪変形量に対応した長さだけ受止部材を越えて延出する。
別の実施形態の可変歪変形ロック・アンカ・ボルトは、延伸引張支持部材と、少なくとも1つのガウジング部材であって、延伸引張支持部材に干渉してこれに係合するガウジング部材と、延伸引張支持部材を受け入れる寸法に形成された膨張型機械式ロック・アンカ・シェルにおいて、それらの間にガウジング部材を配置し保持する少なくとも1つの保持凹部を有する膨張型機械式ロック・アンカ・シェルであって、延伸引張支持部材が、最終破損に至るまでの所定の歪変形量に対応する長さだけ受止部材を越えて延出する膨張型機械式ロック・アンカ・シェルとを備える。
別の実施形態の可変歪変形ロック・アンカ・ボルトは、延伸引張支持部材と、延伸引張支持部材に干渉してこれに係合する少なくとも1つのガウジング部材と、延伸引張支持部材をその中に受け入れる寸法に形成された開口(内腔)を有するボディであって、前記開口(内腔)は、それらの間にガウジング部材を配置し保持する少なくとも1つの保持凹部を有し、延伸引張支持部材が、最終破損に至るまでの所定の歪変形量に対応する長さだけ受止部材を越えて延出する前記ボディと、前記ボディを取り巻く膨張型ロック・アンカ・シェルとを備える。
別の実施形態の可変歪変形ロック・アンカ・ボルトは、近位端および遠位端を有する延伸引張支持部材と、延伸引張支持部材に干渉してこれに係合する少なくとも1つのガウジング部材と、延伸引張支持部材を近位端でその中に受け入れる寸法に形成された開口(内腔)を有するボディであって、前記開口(内腔)は、それらの間にガウジング部材を配置し保持する少なくとも1つの保持凹部を有し、延伸引張支持部材の近位端が、最終破損に至るまでの所定の歪変形量に対応する長さだけそこを越えて延出する前記ボディと、延伸引張支持部材の遠位端を取り巻く膨張型ロック・アンカ・シェルと、膨張型ロック・アンカ・シェル内で遠位端を移動させる初期引張部材とを備える。
別の実施形態の可変歪変形ロック・アンカ・ボルトは、近位端および遠位端を有する延伸引張支持部材と、延伸引張支持部材に干渉してこれに係合する少なくとも1つのガウジング部材と、延伸引張支持部材を近位端でその中に受け入れる寸法に形成された開口(内腔)を有するボディであって、前記開口(内腔)は、それらの間にガウジング部材を配置し保持する少なくとも1つの保持凹部を有し、延伸引張支持部材の近位端が、最終破損に至るまでの所定の歪変形量に対応する長さだけそこを越えて延出する前記ボディと、円筒を越えて延出する延伸引張支持部材の近位端上の移動インディケータと、延伸引張支持部材の遠位端を取り巻く膨張型ロック・アンカ・シェルと、膨張型ロック・アンカ・シェル内で遠位端を移動させる、ボディに隣接する初期引張部材とを備える。
別の実施形態のグラウト式可変歪変形ロック・アンカ・ボルトは、延伸引張支持部材と、延伸引張支持部材に干渉してこれに係合する少なくとも1つのガウジング部材と、延伸引張支持部材をその中に受け入れる寸法に形成された開口(内腔)を有するボディであって、前記開口(内腔)は、それらの間にガウジング部材を配置し保持する少なくとも1つの保持凹部を有し、延伸引張支持部材が、最終破損に至るまでの所定の歪変形量に対応する長さだけ受止部材を越えて延出する前記ボディと、延伸引張支持部材上に配置される接着防止材とを備える。
別の実施形態のグラウト式可変歪変形ロック・アンカ・ボルトは、近位端および遠位端を有する延伸引張支持部材と、延伸引張支持部材に干渉してこれに係合する少なくとも1つのガウジング部材と、延伸引張支持部材を近位端でその中に受け入れる寸法に形成された開口(内腔)を有するボディであって、前記開口(内腔)は、それらの間にガウジング部材を配置し保持する少なくとも1つの保持凹部を有し、延伸引張支持部材の近位端が、最終破損に至るまでの所定の歪変形量に対応する長さだけ前記ボディを越えて延出する前記ボディと、延伸引張支持部材上の接着防止材とを備える。
別の実施形態のグラウト式可変歪変形ロック・アンカ・ボルトは、近位端および遠位端を有する延伸引張支持部材と、延伸引張支持部材に干渉してこれに係合する少なくとも1つのガウジング部材と、延伸引張支持部材を近位端でその中に受け入れる寸法に形成された開口(内腔)を有するボディであって、前記開口(内腔)は、それらの間にガウジング部材を配置し保持する少なくとも1つの保持凹部を有し、延伸引張支持部材の近位端が、最終破損に至るまでの所定の歪変形量に対応する長さだけ前記ボディを越えて延出する前記ボディと、ボディを越えて延出する延伸引張支持部材の近位端上に配置される移動インディケータとを備える。
この実施形態の歪変形ロック・アンカにプレテンションを設定する機構は、延伸引張支持部材およびガウジング部材を、未だ張力のかかっていない位置でその中に収容しているボディに、力を伝達することができるプレテンショニング装置と、延伸引張支持部材、ボディ、およびガウジング部材を引張位置に移動させる力を、プレテンショニング装置を介して発生させる機構であって、引張位置は、延伸引張支持部材がボディおよびガウジング部材に対して移動し、ガウジング部材が延伸引張支持部材に変形を生じさせる位置として定義される機構とを備える。
ロック・アンカの全歪変形を調節する方法は、塑性歪変形が既知である延伸引張支持部材を選択するステップと、少なくとも1つのガウジング部材を選択するステップと、ガウジング部材と延伸引張支持部材との干渉量を選択するステップと、干渉量によって生じる歪変形の力が、延伸引張支持部材に塑性変形を生じさせるのに必要な力より確実に小さくなるように計算するステップと、ガウジング部材と延伸引張支持部材との干渉に対する延伸引張支持部材の長さを設定するステップとを含む。
実施形態は、塑性歪変形が既知である延伸引張支持部材を選択するステップと、歪変形が既知であるグラウトを選択するステップと、少なくとも1つのガウジング部材を選択するステップと、ガウジング部材と延伸引張支持部材との干渉量を選択するステップと、干渉量によって生じる歪変形の力が、延伸引張支持部材の塑性変形、またはグラウトの歪変形のために必要な力より確実に小さくなるように計算するステップと、ガウジング部材と延伸引張支持部材との干渉に対する延伸引張支持部材の長さを設定するステップとを含むグラウト式ロック・アンカの全歪変形を調節する方法を含む。
可変歪変形機械式ロック・アンカを装着する方法の実施形態は、岩盤面に穴を開けるステップと、アンカ・シェルを選択するステップと、近位端および遠位端を有する延伸引張支持部材を選択するステップと、延伸引張支持部材の遠位端をアンカ・シェルに挿入し貫通させるステップと、遠位端を、所望の歪変形に対応する所定の距離だけ、アンカ・シェルを越えて通過させるステップと、ガウジング部材を、延伸引張支持部材とアンカ・シェルとの間に挿入して、可変歪変形機械式ロック・アンカを形成するステップと、可変歪変形機械式ロック・アンカの延伸引張支持部材の遠位端を穴に挿入するステップと、アンカ・シェルを膨張させるステップと、板を近位端に取り付けるステップとを含む。
別の実施形態は、岩盤面に穴を開けるステップと、アンカ・シェルを選択するステップと、近位端および遠位端を有する延伸引張支持部材を選択するステップと、延伸引張支持部材の遠位端をアンカ・シェルに挿入し貫通させるステップと、延伸引張支持部材の遠位端およびアンカ・シェルを穴に挿入するステップと、アンカ・シェルを膨張させるステップと、開口(内腔)を有するベイルを選択するステップと、近位端に、所望の歪変形に対応する所定の距離だけ、開口(内腔)を貫通しベイルを越えて通過させるステップと、ガウジング部材セグメントを、延伸引張支持部材とベイルとの間の開口(内腔)に挿入して、可変歪変形機械式ロック・アンカを形成するステップと、板を近位端に取り付けるステップとを含む可変歪変形機械式ロック・アンカを装着する方法である。
別の実施形態は、岩盤面に穴を開けるステップと、岩盤の状態に適合するグラウトを選択するステップと、開口(内腔)を有するベイルを選択するステップと、近位端および遠位端を有する延伸引張支持部材を選択するステップと、延伸引張支持部材の遠位端をベイルの開口(内腔)に挿入し貫通させるステップと、遠位端に、所望の歪変形に対応する所定の距離だけ、ベイルを越えて通過させるステップと、ガウジング部材を、延伸引張支持部材とベイルとの間の開口(内腔)に挿入して、可変歪変形機械式ロック・アンカを形成するステップと、可変歪変形機械式ロック・アンカの延伸引張支持部材の遠位端を穴に挿入するステップと、穴をグラウティングするステップと、板を近位端に取り付けるステップとを含むグラウト式可変歪変形機械式ロック・アンカを装着する方法である。
別の実施形態は、岩盤面に穴を開けるステップと、条件に適合するグラウトを選択するステップと、近位端および遠位端を有する延伸引張支持部材を選択するステップと、延伸引張支持部材の遠位端をアンカ・シェルに挿入し貫通させるステップと、延伸引張支持部材の遠位端およびアンカ・シェルを穴に挿入するステップと、アンカ・シェルをグラウティングするステップと、開口(内腔)を有するベイルを選択するステップと、近位端に、所望の歪変形に対応する所定の距離だけ、開口(内腔)を貫通しベイルを越えて通過させるステップと、ガウジング部材を、延伸引張支持部材とベイルとの間の開口(内腔)に挿入して、可変歪変形機械式ロック・アンカを形成するステップと、板を近位端に取り付けるステップとを含む可変歪変形機械式ロック・アンカを装着する方法である。
本発明の一実施形態による引張負荷部材は、延伸要素と同じ断面の開口(内腔)または穴を有するボディを備え、したがって、その開口(内腔)または穴が延伸要素の通路に対応し、開口(内腔)全長の1つまたは複数の部分が、ボディの一端に向かって外側へ傾斜する面を有することができ、個々のガウジング部材の少なくとも1つが、開口(内腔)内の傾斜面部分の1つの中に配置される。複数の個々のガウジング部材が用いられる場合、それらは、1つの傾斜面部分中に、または延伸引張支持部材の周りに開口(内腔)を廻って離隔配置された複数の傾斜面部分中に配置することができ、使用中、それらガウジング部材は、延伸要素がボディの開口(内腔)の中へ移動すると、開口(内腔)の1つまたは複数の傾斜面部分が狭まる方向に移動して、延伸要素を開口(内腔)内に引張状態で把持するようになる。
本発明の一形態では、引張負荷部材は、半径方向膨張型ロック・アンカ・ヘッド内の先細コーン・ナットでもよく、開口(内腔)の先細部分は、開口(内腔)中の延伸要素周りの、ボディ内の円錐台状空洞でもよい。
膨張型ロック・アンカ・ヘッドは、コーン・ナットを取り巻き、コーン・ナットによってロック・アンカ延伸部材から半径方向外側へ移動させられる複数のアンカ・シェルまたはアンカ葉体を含むタイプのものでもよい。本発明のこの実施形態では、延伸引張支持部材がコーン・ナットの空洞中を通過して行き、ガウジング部材が、喰い込み効果によってコーン・ナットの空洞の幅の狭まる先細部の中に向かって移動させられて、延伸部材をコーン・ナットに固定し、コーン・ナットが、引っ張られて、周囲のアンカ・シェルに引き込まれるようにすることができる。
本発明の別の実施形態では、引張負荷部材は、複合半径方向膨張型ロック・アンカ・ヘッドでもよく、複数の膨張型シェルまたは葉体は一体となって引張負荷部材を形成し、各葉体は先細の縦溝を有し、複数の縦溝が共に、ガウジング部材が配置される開口(内腔)の先細部分を形成する。
本発明のさらに別の実施形態では、引張負荷部材は、それを開口(内腔)が軸方向に貫通する円柱体の形態でもよく、その棒状体の1つまたは複数の先細部分は、円錐台状の空洞または開口(内腔)を取り巻く一連の先細縦溝であり得、ガウジング部材がその中に配置される。
この実施形態は、建築構造構成要素の開口(内腔)中のアンカ、あるいはロック・アンカ・ロッドまたは緊張ケーブル(延伸引張要素)が取り付けられた穴の外のアンカに対する補強ケーブルの事後引張りに用途を見出すことができる。
ガウジング部材は、適合すれば如何なる形状または形態でもよいが、ボール・ベアリングとして一般に知られている丸い金属ボールの形状の量産焼入れベアリングを使用すれば、より費用がかからず、特別に製造する必要も無い。
本発明の一実施形態による引張負荷部材は、延伸要素がそこを貫通するための開口(内腔)を有するアンカ・ナットであって、開口(内腔)全長の1つまたは複数の部分が、そのボディの一端に向かって外側へ傾斜する面を有するアンカ・ナットと、延伸要素周りの開口(内腔)の1つまたは複数の傾斜面部分中の複数の個々のガウジング部材であって、使用中、延伸要素がボディの開口(内腔)中へ移動すると、延伸要素によって、開口(内腔)の1つまたは複数の傾斜面部分が寸法的に減少する方向に移動させられて、延伸要素を開口(内腔)内に引張状態で把持するガウジング部材とを備える。
延伸要素は、断面が円形、楕円形、正方形、あるいは「I」または「L」字形の、中空または中実の金属棒でよく、アンカ・ヘッドが製作される金属より大きな延性を通常有する金属から製作される。延伸要素は、機械加工、鍛造、鋳造、押出し、その他の如何なるタイプの公知の金属加工方法で製作してもよい。金属棒が、引張状態下でより制御された歪変形を行うように、その側面を滑らかにすると、それにより、直径や表面状態が異なる部分にガウジング要素が出会うことによる急変動を減少させることができる。
アンカ・ヘッドの開口(内腔)の先細部分は繋げて円錐台状にすることもできるが、本発明のこの態様によれば、開口(内腔)は、少なくとも1つの先細縦溝を備え、任意選択的には、変動を最小に抑えるために、開口(内腔)周りに離隔配置され、ガウジング部材がそれらのそれぞれに配置される複数の先細縦溝を備える。
スロットの最小断面積部分は、アンカ・ヘッドの第2の端部に届かずに開口(内腔)内で終了する。
次いで、本発明の実施形態につき、可能性のある一実施形態が例示的目的で表示された図面のみを参照して、非限定的例として説明する。
本発明のロック・アンカ・ボルト装置の一実施形態が図1に示されており、それは延伸引張支持部材10、膨張型アンカ・ヘッド12、面ワッシャ14、および引張ナット16を備える。延伸引張支持部材10は、鋼製ロッドまたは機械仕上げされていれば鋼製鉄筋でもよい。
アンカ・ヘッド12が図2に示されている。その図には、任意に選択し得るコーン・ナット18、コーン・ナット18を取り巻く、この例では4つのアンカ葉体またはシェル20、および延伸引張支持部材10が示されている。
アンカ・ヘッド12のコーン・ナット18は、その中に、4つのガウジング部材セグメント24(焼入れされたボール・ベアリング)が延伸引張支持部材10周りに等間隔関係にて配置されている、円錐台状の先細開口(内腔)22と、ガウジング部材セグメント24をコーン・ナット18の先細開口(内腔)22内に保持するエンド・キャップ26と、結束アーム円板28と、延伸引張支持部材10の所定位置にアンカ・ヘッド12を保持するスプリング・ワッシャ30とを有する。アンカ・ヘッド12のアンカ・シェル20は、4個のアンカ・シェル20の上端にスポット溶接された4本の結束アーム32を有することが図4に明示されている結束アーム円板28と同様、実質的に従来タイプのものである。
使用に当たっては、スプリング・ワッシャ30によって、アンカ・ヘッド12を、延伸引張支持部材10の遠位端、または遠位端に近い所望の位置に配置し、延伸引張支持部材10と共に、岩盤表面36に予め穿孔されている穴34内に挿入する。次に、延伸引張支持部材10を、手で強く引いて、コーン・ナット18の中を下方に移動するようにさせ、そうすることにより、延伸引張支持部材10をガウジング部材セグメント24に係合させて、ガウジング部材セグメント24を、内腔22の傾斜壁と延伸引張支持部材10の側面に対して、内腔22内で少なくとも部分的に下方に回転させることにより、延伸引張支持部材10およびコーン・ナット18両方へのガウジング部材セグメント24の半径方向圧力によって、延伸引張支持部材10をアンカ・ヘッド12に軽く固定させるようにする。次いで、面ワッシャ14を、延伸引張支持部材10のねじ付き自由端に嵌め、引張ナット16によって岩盤表面36に向かって締め上げる。引張ナット16を引き続いて回転させることによって、ガウジング部材セグメント24が、より強固に、延伸引張支持部材10とコーン・ナット18との間のガウジング部材になるようにし、延伸引張支持部材10が面ワッシャ14とアンカ・ヘッド12との間で引っ張られるようにする。ボルトを設定した後に、おそらくは岩盤層の剥離によって、アンカ・ヘッド12と面ワッシャ14との間で延伸引張支持部材10の引張力が増加すると、ガウジング部材セグメント24が内腔22の側壁および/または延伸引張支持部材10にめり込み、その延伸引張支持部材10がガウジング部材セグメント24によって喰込み溝を彫られ、それにより、延伸引張支持部材10が、増加した引張荷重を保持しながら歪変形することができるようになる。
ガウジング部材は、延伸引張支持部材10または受止部材より高い硬度を有する部材であり、それにより、その部材は延伸引張支持部材10の表面を変形させ押しのける。このガウジング部材は、ボール、円筒、楔、正方形など、延伸引張支持部材10の表面を変形させて押しのける、如何なる形状にもなし得る。
本発明のロック・アンカ・ボルト装置の別の実施形態では、コーン・ナット18は省かれ、アンカ・シェル20は、その内面に縦溝38を有し、縦溝38は、図3に示すように、シェルの上端から、複合シェル開口(内腔)の或る位置まで先細になり、その位置で、縦溝38は浅くなって、アンカ・シェル20の内側湾曲面に吸収される。
図3に示されるような縦溝シェルを採用したアンカ・ヘッド12は、エンド・キャップ26および結束アーム円板28を有する図1の実施形態と全く同様に使用され、ガウジングボールは、縦溝38内に配置されて、縦溝38の傾斜底面、および延伸引張支持部材10の側面に接触する。
さらに別の実施形態では、図5に示す延伸引張支持部材10が、図1および2のコーン・ナット18の形状のような円錐台形であり得る開口(内腔)と、ボール保持用エンドキャップ26と、引張ナット16と、ガウジング部材24とを有する受止体(受止部材)40を貫通している。この引張構成のもとに用いられるアンカ・ロッドまたはケーブルは、図6に示すように、予め穿孔された穴34内のアンカ・ロッドまたはケーブルの上端または遠位端に、延伸引張支持部材10のその端部を、部材がロック・ボルトのもとに使用される場合には穴の側壁、あるいは、事後引張りを加えるべきコンクリート構造要素の場合には対向する穴の端部の面板のいずれかにしっかり固定するために、如何なる形態のアンカでも備えることができる。この実施形態での延伸引張支持部材10は、図6に示されるように、ロッドの場合にはナット16によって張力を掛けることができる。任意選択的に、ロッドを引っ張るためにトー・ナットが使用される場合、トー・ナットは、使用後、ロッドのねじ付き端部から取り外され、そのときには、ガウジング部材が、受止部材40の開口(内腔)の先細の空洞内にロッドの引張力によって保持されている。延伸引張支持部材10への引張荷重が増加すると、受止部材40を通ってねじ付き端部が上方へ引っ張られ、延伸引張支持部材10は、歪変形しながら受止部材40を介して荷重を支え続ける。あるいは、延伸引張支持部材10、またはその代わりのテンション・ケーブルは、油圧引張装置によって引っ張ることもできる。
図7〜9には、受止部材(アンカ・ヘッド)100、110、および延伸引張支持部材112が示されている。これら図面に示されている受止部材(アンカ・ヘッド)100、110は、通常は円筒状高硬度金属体である受止体114を有し、受止体114は、使用中延伸引張支持部材112がその中に挿入される開口(内腔)116と、開口(内腔)116周りに一様に離隔された先細の縦溝またはスロットなどの少なくとも1つの保持凹部118と、開口(内腔)116がそこで終わる、受止体114の下側の凹陥部120とを有する。
受止部材(アンカ・ヘッド)100、110は、その上面から開口(内腔)116に隣接する或る位置まで、図8および9に示すように、内方に向かって先細になる保持凹部118を有する。その先細り角度は、開口(内腔)116の軸に対して、4〜12°でよいが、通常、6°と10°の間である。スロットまたは保持凹部118は、凹陥部120の内底部の上方位置で、底部121によって開口(内腔)116内に終焉することにより、開口(内腔)116が完全な円周である小区間122を形成し、その区間122が、保持凹部118の側面と側面の間の垂直なランド124と共に、使用中、アンカ・ヘッド開口(内腔)116を貫通する延伸引張支持部材112の傾斜防止案内面を形成する。
受止部材(アンカ・ヘッド)100、110は、図7のみに示すように、1対のスロット118の間の外壁に溝126を備え、その中にグラウティング・チューブを通すことができる。溝126の深さを確保するために、凹陥部120は、図9に示すように、図8の凹陥部120より直径が小さくなるように製作される。
延伸引張支持部材10、112は、如何なる特定の用途に要求される長さにでも製作され、如何なる外形または形状にでもできるが、通常は、円形断面であり、側面は滑らかであり、実施形態に応じて、引張ナットを受け入れるために、一端からその全長の一部にねじを切ることができる。
複数の保持凹部118またはアンカ・ヘッド・スロットはそれぞれ、ボール・ベアリングなどの、少なくとも1つの焼入れされたガウジング部材セグメント128を担持し、ガウジング部材セグメント128は、それが配置されているスロットの上端部では、スロットの先細側壁、底面と延伸引張支持部材112との間隔より直径が小さく、スロットの下方へ移動すると、図9に示すように、スロットの側壁と延伸引張支持部材112との間隔より寸法が大きくなる。
ロック・アンカを使用する前に、ガウジング部材セグメント128は、アンカ・ヘッドまたは受止部材100に要求される延伸引張支持部材上の位置で、延伸引張支持部材にプリセットされる。ガウジング部材セグメントは、アンカ・ヘッドをアンビル上、延伸引張支持部材10、112用の穴に被せて配置し、次いで、ガウジング部材セグメント(ベアリング)を圧力下で下方、保持凹部118に押し込んで、延伸引張支持部材の側面に喰い込ませることによって、プリセットすることができる。別法として、ガウジング部材セグメント(ベアリング)のプリセットは、受止部材(アンカ・ヘッド)が延伸引張支持部材の所望の位置にある状態で、受止部材110のスロット118中にガウジング部材セグメント(ベアリング)を配置し、次いで、アンビルの穴を通して延伸引張支持部材を引き下ろして、ベアリングがスロットの先細側壁と延伸引張支持部材の側面との間のガウジング部材になるようにし、次いで、図9に示すように、ガウジング部材セグメントを延伸引張支持部材112の相対的に軟らかい母材に喰い込ませて、ガウジング部材がアンカ・ヘッドを、その延伸引張支持部材上に要求される位置で延伸引張支持部材112に固定することにより、ボルトの使用前、予め穿孔された穴の中に装着する間に延伸引張支持部材112から外れないようにすることによって、行うことができる。図9では、ベアリングが、保持凹部118の円弧状底部121の少し上で延伸引張支持部材112に固定された状態で、アンカ・ヘッドが示されている。特定の延伸引張支持部材延性を有するロック・ボルトにほぼ正確な荷重歪変形を行わせるために、プリセット中にベアリングをスロット底部121に押し付けたとき、延伸引張支持部材112に所定のプリセット喰込みが形成されるように、所定のサイズのベアリングが使用される。
延伸引張支持部材の材料の延性変形によって、使用中、延伸引張支持部材10、112が受止部材(アンカ・ヘッド)を介して歪変形する引張荷重を変えるために、受止部材(アンカ・ヘッド)が備える保持凹部118は、図面に示されている4個から増減させることができ、ガウジング部材セグメント128は、ボール・ベアリング、ニードル・ベアリング、ローラ・ベアリング、ガウジング部材、または様々なサイズの他の形状でもよく、かつ/または様々な延性の金属から製作された延伸引張支持部材を使用することができる。さらに、各凹部または保持凹部118は、スロット中に上下に重ねて配置される適切な寸法の複数のガウジング部材セグメント128を担持することもできる。
図13は、内部歪変形を行う完全にグラウティングされたロック・ボルトを示す。ボルト延伸引張支持部材10は、適切な接着防止材で覆われる。その接着防止材は、適切なプラスチック材料、ワックス、または適切な材料のスリーブであってもよい。
使用中、図10に示されるように、ロック・ボルトは、予め岩盤面132に開けられた穴130内に、穴の中の所定の位置に配置される受止部材(アンカ・ヘッド)110と共に設置される。
次いで、面ワッシャ134および引張ナット136が、穴の口から突出している引張ロッド112の近位端の任意選択的にねじを切られた端部に装着される。
引張ロッド(延伸引張支持部材)112および受止部材(アンカ・ヘッド)110が、セメント質の素材によって穴内に事後グラウティングされる場合は、ロック・アンカは、アンカ・ヘッド溝126内に配置されて、面ワッシャ134の孔から、穴内の引張ロッド(延伸引張支持部材)10、112の上端の間に延在するグラウティング・チューブを備えることができる。グラウティング・チューブは、適切なプラスチックの紐帯などによって、アンカ・ヘッド受止部材110および引張ロッド(延伸引張支持部材)10、112の所定位置に保持させることができる。
穴130を事後グラウティングする際、グラウト・ポンプからのホースを、穴130の外側でグラウト・チューブ端に接続し、穴130をグラウト138で充填して、固めグラウトでルーフ・ボルトを穴の上端から面ワッシャ134まで円柱一杯にグラウティングする。
穴130をグラウトで充填するとき、グラウトが、アンカ・ヘッドのスロットまたは受止凹部118ならびに凹陥部120に入るのを防止するために、スロットおよび凹陥部120には、ワックス、シリコーンなどの適切な詰め物材を詰める。
あるいは、穴130は、グラウトまたは適切な混合樹脂で予め充填し、従来のカプセル形態にすることができ、そのときは、ボルトが、穴130内の捌きやすい材質中に挿入される。このボルト設置形態では、アンカ・ヘッドの上端部は、凝固する前のグラウトまたは樹脂を挿入しやすくするために、上向きに先細にすることができる。樹脂を使用してボルトを設置する場合、一般に行われているように、挿入中ボルトを回転させ、樹脂を混合させる必要がある。
ある種の用途では、特に実質的により高価な樹脂を使用しているときは、穴130は、アンカ・ヘッドから、ヘッド下方のロック・ボルトの歪変形性が損なわれない位置までだけを部分的に充填する必要がある。これに関してロック・ボブを固定するために、弾力のある材料から製作することができる適切なグラウト止めを、アンカ・ヘッド110の下面から離隔した所定位置において延伸引張支持部材に設置して、最初は液体であるグラウトをそれが固まるまで穴130の中に保持する必要がある。
掘削作業において、凝固材によって穴130内に完全に固定されたロック・アンカおよびその周りに、或るパターンで配置されたロック・アンカでは、地震活動または岩盤への過負荷の結果として生じることがあり、その結果、掘削作業または発破によって事故を生じることがある岩盤層の当然の剥離および膨張が、図11に示されるように、ロック・ボルトの歪変形性によって吸収される。そこでは、懸垂部分が下盤に向かって近付き、引張部材は、寸法Yだけ歪変形し、そのボルトおよびそれを取り巻くボルトの設計荷重で荷重を支え続けて、剥離懸垂岩盤を安全に保持して掘削作業エリアに崩壊することを防ぐ。
ボルトの歪変形は、引張ロッド112が、下降する岩盤面によって下降する面ワッシャ134により引っ張られ、その引張ロッド112が、図10と比較して図11に示されるように相対的に静止しているアンカ・ヘッド110を介して、その離れたアンカ・ヘッド110から岩盤面を担持するとき、図9に示すように、引張ロッド112の引張荷重が図面中の矢印の方向に増加し、引張ロッド112中に予めプリセットされているガウジング部材セグメント128が、引張ロッドをさらに圧迫してそれに喰い込み、ガウジング部材の下側に、図9に示すように、溝140を形成することによって生じる。歪変形中、ガウジング部材セグメント128に、その下側で引張ロッド112に溝140を掘らせるのに必要な力が、歪変形中の引張ロッド112の懸垂壁荷重支持能力を決める。引張ロッド112を被覆する接着防止材は、図11の引張ロッド112の上端部に示されるように、歪変形中、引張ロッド112が、対向する凝固性材質と干渉せずに凝固性材質中を移動できるようにし、所定の増加するまたは増加させられる荷重のもとで引張ロッド112の歪変形の予測可能性が保たれるようにする。アンカは、グラウトの実際の強度が分かっていなくても、強弱いずれのグラウト中でも機能する。というのは、グラウトが弱い場合は、受止部材(ベイル)はグラウト柱体に喰い込み、逆に、グラウトが強い場合は、延伸引張支持部材に喰込み溝140が彫られるからである。
図15は、従来型のボルト(グラフ1)を、歪変形ボルトがプリセットされたもの(グラフ2)、およびそれがプリセットされていないもの(グラフ3)と比較したものである。プリセット歪変形ボルト(グラフ2)は、荷重試験前にベイルをプリセットするために、約2インチ移動または変形させられたが、プリセットした以外の歪変形ボルトは同一である。歪変形ボルトは、所望の歪変形行程の終わりに、端部が、受止部材を抜け通るのを防止するために拡張されていれば、同じピーク値を取ることができる。本発明の特定のロック・アンカが可能な設計荷重支持歪変形の程度は、実働用に穴の中にセットしたときのアンカ受止部材100の上の部分の引張ロッドの長さによって決まる。
図12は、本発明の2つのアンカ・ボルトが歪変形する間の荷重支持能力を示す。そこで用いた両ボルトの引張ロッド112は、直径14mm、降伏強度100,000psi、極限強度140,000psiのC1070鋼製の側面が滑らかなロッドである。両方の受止部材100は、直径が42mmであり、直径4.75mm(0.187インチ)の単一のガウジング部材セグメント128のボール・ベアリング3個をそれぞれ収容する凹部スロット116を有する。ボール・ベアリングは、C440ステンレス鋼で製作されたものである。
その引張試験中に図12のグラフAが得られたボルトのベアリング・ガウジング部材セグメント128は、引張ロッド中に上記のようにプリセットされておらず、引張ロッドがアンカ受止ヘッド中を移動したときに始めて引張ロッド母材に喰い込んだ。他方、グラフBのボルトのベアリングは、上記のように引張ロッド母材中にプリセットされており、ボルトは、重要なことには、グラフに示されるように、アンカ・ヘッドを通して引張ロッドを2mm引っ張っただけで、試験中に引張ロッドに掛けられた殆ど全引張荷重を受け止め、歪変形中、80から110バール(70バール=6トン)の間で荷重を支持し続けたことが、グラフから分かる。
本発明は、本明細書に記載された詳細事項に限定はされない。例えば、図8のアンカ受止部材100を、その下面を凹陥部120の底面で終わらせ、スロット118より幅が狭く、スロット118ほど深くない側面が平行な溝を、凹部スロット118からアンカ受止ヘッドの下面まで延在させることにより、引張ロッド溝の両側の材料をアンカ・ヘッドから容易に除去できるようにすることができる。そのようにしない場合、その材料は、過剰に積み上がると、周期的に、アンカ・ヘッドから引張ロッドと引張ロッド開口(内腔)面122との間の境界面を通して押し出され、それによって、ボルトの歪変形中に、荷重の急激な散逸が生ずる可能性がある。
延伸引張支持部材10、112を備える可変歪変形ロック・ボルト装置の実施形態が、図1〜9を通して示されている。延伸引張支持部材(引張ロッド)は、通常、建設業界では一般に入手可能な鉄筋または他の普通の構造部材のような鋼棒である。全ての等級および硬度の鋼材が適していると考えられる。図2は、一般に焼入れ鋼製ボール・ベアリングである少なくとも1つのガウジング部材セグメント24を示し、ガウジング部材セグメント24は、図2〜9に示される受止部材12、110と共に使用され、受止部材12、110は、延伸引張支持部材10、112を受け入れることができると共に少なくとも1つの保持凹部38、118を有して、それらの間にガウジング部材セグメント24、128を配置、保持し、延伸引張支持部材10、112が、最終破損に至るまでの所定の歪変形量に対応する長さYだけ受止部材12、110を越えて延出する。
図14は、開口(内腔)116を有する受止部材100を示し、開口(内腔)116は少なくとも1つの入口直径118およびより小さい座面直径138を有し、それらの間の角度150が4〜12°である。さらに、図9および14は、開口(内腔)が傾斜防止部122を有することを示し、傾斜防止部122は、内側寸法が、延伸引張支持部材10、112の外径よりその25%を超えて大きくならないように形成される。段部深さ123と段部幅121は相俟って、初期引張り後は段部幅121に載るガウジング部材の喰込みプロセスに影響する。段部幅121によって、ガウジング部材セグメントと延伸引張支持部材との干渉量が決まる。補強部材全体を真直ぐに保って、受止部材(ベイル)に偏りなく挿入することが、延伸引張支持部材に高い摩擦力を生じ、それを湾曲させる可能性を防止するために重要である。
図1〜4は、この例では滑らかに機械仕上げされた鉄筋として示された延伸引張支持部材10を備える可変歪変形ロック・アンカ・ボルトを対象としている。少なくとも1つのガウジング部材セグメント24は、焼入鋼ボール・ベアリングであり、ガウジング部材セグメント24は、延伸引張支持部材10に干渉してこれに係合している。ガウジング部材セグメント24は、膨張型ロック・アンカ・シェル20に挿入され、膨張型ロック・アンカ・シェル20は、延伸引張支持部材10を受け入れる寸法になっており、シェル20と延伸引張支持部材10の間にガウジング部材セグメント24を配置し保持する少なくとも1つの保持凹部38を有し、延伸引張支持部材10は、最終破損に至るまでの所定の歪変形量に対応する長さL15だけ、膨張型ロック・アンカ・シェル20を越えて延出する。
図16〜18には、少なくとも1つのガウジング部材セグメント128(図9参照)を伴う延伸引張支持部材10を備える可変歪変形ロック・アンカ・ボルト装置の実施形態が示されており、ガウジング部材セグメント128は、延伸引張支持部材10、112と干渉して溝140を生じるように嵌め込まれ、溝140を形成するように作用する。図7〜9は、延伸引張支持部材112をその中に受け入れる寸法に形成された開口(内腔)116を有する受止体114と、ガウジング部材セグメント128をそれらの間に配置し保持する少なくとも1つの保持凹部118を有する開口(内腔)116とを示し、(図17に示すように)延伸引張支持部材は、最終破損に至るまでの所定の歪変形量に対応する長さだけ受止部材を越えて延出する。図16は、従来の機械式アンカ・シェルの例を示し、その機械式アンカ・シェルは、図17に示すように、通常のベイルを受止体114と交換することによって、受止体114を取り巻く膨張型ロック・アンカ・シェル200を形成するように改造することができる。膨張型ロック・アンカ・シェルは、延伸引張支持部材10が通過することができる穴215を有するスターラップ210をさらに備えることができる。スターラップ210が通過する歪変形長さ220が、調節することができる、延伸引張支持部材10が最終破損に至るまでに歪変形し移動する量である(図17参照)。歪変形長さは、理論的には制限がなく、2インチから、200フィートまででも可能で、唯一の制限要因は延伸引張支持部材10の長さであり、移動距離は、坑道の床から天井の高さの50%など、実際的でないと考えられるまでは、許容されると思われる。約5〜100インチの範囲の歪変形長さを有する典型的な歪変形ボルトは、実際の用途に対して標準的な範囲であるが、その範囲は、特定の用途に応じて、如何なる理論的長さにでも増減することができる。図4は、ガウジング部材セグメントが、ボール・ベアリング、ニードル・ベアリング、ローラ・ベアリング、ガウジング部材ベアリング、およびそれらの組合せ(多数の可能な例のいくつかは図27参照)からなる群から選択されたベアリングである場合を示す。
図27Aでは、受止部材は、楔の形のガウジング部材を受け入れる形状になっている。楔は、延伸引張支持部材が受止部材内でロックしないように十分に小さく製作しなければならない。図27Bでは、受止部材は、円錐ニードル・ベアリングの形でガウジング部材を受け入れる形状になっている。円錐ベアリングは、その全長に沿って喰込み溝を彫り、スロット中に配置されたとき、受止部材内の延伸引張支持部材に対して角度4〜12°、ただし通常は6〜8°で配置される。図27Cでは、受止部材は、ニードル・ベアリングの形のガウジング部材を受け入れる形状になっている。図27Dでは、受止部材は、ボール・ベアリングの形のガウジング部材を受け入れる形状になっているが、段部を有していない。段部なしの構成は、延伸引張支持部材が受止部材内でロックするのを防止するが、生じる歪変形が段部付きよりも小さい。図27Eは、ねじスクリュー72の圧力によって配置されるボール・ベアリングを用いる修正型受止部材である。そのアセンブリは、より容易に調節可能なので現場でより容易にセットすることができるが、延伸引張支持部材が正しく中心に来るようにスクリューを適切に調節する必要がある。
図18は、従来型機械式シェル・アンカ(グラフ1)と初期引張型歪変形機械式シェル・アンカ(グラフ3)の比較を示す。試験は、歪変形アンカ(グラフ3)の破損までの歪変形が、従来型アンカ(グラフ1)の僅か約60mmに対して、約220mmもあることを示す。供試体は、ガウジング部材(ベアリング)128が着座する、0.125インチのベイル内段部幅121をもち、直径0.156インチのボール・ベアリングであるガウジング部材セグメント128をそれぞれが保持する4つのスロットを有する受止部材(ベイル)114の実施形態を用いて実施された。従来型アンカ(グラフ1)が示したのと同じ18トンを超える試験中のピーク荷重が、修正型歪変形アンカ(グラフ4)によって再現することができる(点線径路によって示す)。修正型歪変形アンカ(グラフ4)は、最終破損に達したとき、延伸引張支持部材の端部が受止部材114を通過できないようにすると、それによって、所定の量の許容歪変形行程後の破損前に、上記同一のピーク荷重担持能力に達することになる。
ガウジング部材セグメントを配置し保持する凹部は、受止体の開口(内腔)に交差するねじ穴でもよい。そのとき、ガウジング部材セグメントは、延伸引張支持部材と干渉するように所定の深さにセットされた焼入スクリューである。別の方法では、ねじスクリューが、受止体内の延伸引張支持部材に対して、ガウジング部材を配置し保持することができる。
図5は、可変歪変形ロック・アンカ・ボルトが、近位端11および遠位端15を有する延伸引張支持部材10と、少なくとも1つのガウジング部材セグメント24、128とを備え、ガウジング部材セグメント24、128が、延伸引張支持部材10に干渉して係合している、図6の修正型式である。
図7〜9は、延伸引張支持部材10の近位端11をその中に受け入れる寸法に形成された開口(内腔)116を有する受止体114と、ガウジング部材セグメント128をそれらの間に配置し保持する少なくとも1つの保持凹部118を有する開口(内腔)とを示し、延伸引張支持部材10の近位端11(図5に示す)は、最終破損に至るまでの所定の歪変形量に対応する長さだけ受止部材を越えて延出する。図6に示すように、従来型膨張型ロック・アンカ・シェル12が、延伸引張支持部材10の遠位端15を取り囲む。図5は、遠位端15を膨張型ロック・アンカ・シェル12内で移動させ、ガウジング部材をセットするための、受止体40、114に隣接するプレテンショニング部材17を示す。延伸引張支持部材10は、近位端11は滑らかな表面を有するように機械仕上げされ、遠位端は従来型ベイルに係合するように遠位端15にねじを切られた鉄筋でもよい。ガウジング部材セグメントは、ボール・ベアリング、ニードル・ベアリング、ローラ・ベアリング、ガウジング部材ベアリング、およびそれらの組合せからなる群から選択されるベアリングでもよい。
図6は、インディケータ、すなわちプレテンショニング部材が使用された後の延伸引張支持部材10の露出近位端11に設置された視覚インディケータで移動を表す実施形態を示す。露出部分の読みが、プレテンション以降の受止体の移動距離に対応する。キャップ76は最初の移動後に外れて、最新の作動状況の即時表示部を表出する。
図7〜12は、延伸引張支持部材112を備えるグラウト式可変歪変形ロック・アンカ・ボルトの実施形態を示し、ロック・アンカ・ボルトは少なくとも1つのガウジング部材セグメント128を有し、ガウジング部材セグメント128は、延伸引張支持部材112と干渉する喰い込み(溝140)を行う。受止体114は、延伸引張支持部材112をその中に受け入れる寸法に形成された開口(内腔)116を有し、開口(内腔)116は、ガウジング部材セグメント128をそれらの間に配置し保持する少なくとも1つの保持凹部118を有し、延伸引張支持部材は、最終破損に至るまでの所定の歪変形量に対応する長さYだけ受止体を越えて延出する。延伸引張支持部材は、その表面に配置される接着防止材を有する。接着防止材は、ワックス、プラスチック、スリーブ、またはそれらの組合せからなる群から選択される。
図9では、ガウジング部材セグメント128が配置されてそれを保持することになる保持凹部118は、段部高さ122を有する平坦な段部121で終わる、受止体の開口(内腔)に沿った溝であり、その段部121は、ガウジング部材セグメント128と延伸引張支持部材112との干渉量(溝140形成量)を決め、段部高さ122は、通常、ボール・ベアリングなどのガウジング部材セグメント128の直径の25〜75%である。
図19Aは、近位端310および遠位端320を有する中空延伸引張支持部材300を備える可変外部歪変形ハイブリッド・ロック・アンカ・ボルトの実施形態を示している。図19Bは、未膨張中空ボルト328を用い、油圧をかけて中空ボルト329を膨張させ、その結果、ボルト329が周囲の壁に固着して、装着された膨張型ボルト330の端部を固定するプロセスを示す。図7〜9は、少なくとも1つのガウジング部材セグメント128を示し、ガウジング部材セグメント128は、中空延伸引張支持部材300に干渉係合する。受止体114は、中空延伸引張支持部材300を近位端310でその中に受け入れる寸法に形成された開口(内腔)116を有し、開口(内腔)116は、ガウジング部材セグメント128をそれらの間に配置し保持する少なくとも1つの保持凹部118を有し、延伸引張支持部材300の近位端310は、最終破損に至るまでの所定の歪変形量に対応する長さだけ受止体を越えて延出する。
図19Aに示されるように、膨張型中空ボルト(Swellex(登録商標)ボルト)330が中空延伸引張支持部材300の遠位端320に取り付けられている。視覚インディケータ315を、受止体を越えて延出する中空延伸引張支持部材300の近位端310に取り付けることができる。装着時に、面板ワッシャ340を、受止体114と岩盤面400との間に配置することができる。中空延伸引張支持部材300の遠位端320には、通常、ねじを切ってSwellex(登録商標)ボルト330を受け入れ、膨張中の漏洩を防止するようになっている。Swellex(登録商標)ボルトは、高圧水または他の非圧縮性流体が注入されると膨張する、部分的に圧縮された中空管として形成される。
図20〜23は、近位端11および遠位端15を有する延伸引張支持部材10を備える、完全または部分的にグラウティングされた可変歪変形ロック・アンカ・ボルトのどちらも代表することができる別の実施形態である。図20には、装着かつグラウティングされる前の組み立てられた歪変形ロック・ボルトが示されている。受止体114は、表面が滑らかな遠位端15で延伸引張支持部材10に装着されている。遠位端15は、受止体114を通過するのを防止するために、先端49をキノコ形にすることができる。近位端11には、ワッシャ48、および所定位置に端部の保持ナット46によって保持される任意選択的円錐座47が装着されている。図7〜9に示されるように、少なくとも1つのガウジング部材セグメント128が装着され、ガウジング部材セグメント128は、延伸引張支持部材10に干渉して喰込み溝140を生じる。喰込み溝140は、岩盤移動によるエネルギーを、ボルトを最終破損に至らせ、他の従来のシステムを破壊させることなく吸収するものである。図21は、ロッド10に取り付けられた適切なグラウト・プラグ55を有する部分的にグラウティングされた70装着状態の歪変形ロック・ボルトである(ブリーザ・チューブ有りまたは無し)。部分的にグラウティングされたシステムは、グラウト柱が荷重を支えるのに不十分であることによる不慮の事故を防ぐために、ある最小アンカ長さ56を有するように設定される。
図22は、行程を6インチに設定された歪変形長さ130を有する、完全にグラウティングされたときの本発明の試験結果を示す。端部は、キノコ形状にされ、またはかしめられておらず、したがって、歪変形長さ130の終端で、受止体114は、延伸引張支持部材10の端部を通り抜ける。供試体は、鋼管に溝が彫られ、次いで、引き抜かれた。それら供試体は、同じC1070鋼製直径5/8インチの平滑な棒を、機械式アンカ・ロック・ボルトとして用いた。上記の試験は、0.11インチのベイルへの着座段部と共に直径0.187インチのボール・ベアリングをそれぞれが有する3つのスロットを備えるベイルを使用し、歪変形行程中14トンのピーク荷重を示した。
受止体110は、延伸引張支持部材10を近位端11でその中に受け入れる大きさの開口(内腔)116を有し、開口(内腔)116は、ガウジング部材セグメント128をそれらの間に配置し保持する少なくとも1つの保持凹部118を有し、延伸引張支持部材10の近位端11は、最終破損に至るまでの所定の歪変形量に対応する長さ130だけ受止体100を越えて延出する。
視覚マーキングなどの移動インディケータを、受止体を越えて延出する延伸引張支持部材10の近位端11に付加することができる。露出近位端11の可視長さは、それ自体が視覚インディケータであるが、岩盤面が、ある期間気付かないことがあり得るゆっくりした漸動をしている場合、目盛り上に表示するなどの追加の一群の測定距離マーキングを適用することができる。また、トリップ・フラッグ、あるいは、受止体114が露出近位端11に沿って降りて所定の量だけ移動した後、接触が破られた場合の警告ブザー、警報、または点滅灯などの他の形の移動インディケータを利用することができる。延伸引張支持部材10が鉄筋のときは、図24でグラウト式鉄筋の1つの供試体について試験したような優れた再現性を実現するために、通常、機械仕上げを行って、近位端11の表面を平滑にする。延伸引張支持部材10は、完全または部分的いずれにグラウティングされるときでも、ワックス、プラスチック、スリーブ、またはそれらの組合せからなる群から通常選択される接着防止材によって処理しなければならない。
ガウジング部材セグメント128は、延伸引張支持部材10に喰込み溝140を彫るのに十分な硬さの材料であれば如何なる形でもよい。唯一の制限は、ガウジング部材セグメント128は、受止体114および延伸引張支持部材10の両方に対して独立した移動可能な部品でなければならないことである。試験により、受止体114中へガウジング部材セグメント128を結合すると、初期ロックアップにより、歪変形の減少および初期不具合を生じ、延伸引張支持部材10が早期破壊する結果となることが示された。
ガウジング部材セグメント128は、ボール・ベアリング、ニードル・ベアリング、ローラ・ベアリング、ガウジング部材ベアリング、およびそれらの組合せからなる群から選択されるベアリングである。受止体114は、選択された各ガウジング部材セグメントに関する性能を最大化するように調整された保持凹部118を有さなければならない。保持凹部118が、ガウジング部材セグメント128と受止体114との干渉量を決定するが、他の要因が、受止体114の全体性能に影響する。受止体114は、喰込み溝140から彫り取られる母材が受止体114から取り除かれるようでなければならず、さもなければ、ガウジング部材セグメント128の早期ロックアップが生じ、早期最終破損が起こることになる。受止体114はまた、ガウジング部材セグメント128の1つをやはりロックアップしてしまう可能性のある、受止体114の傾きを防止するために、延伸引張支持部材10が、確実に真直ぐな径路で受止体114を通るようにしなければならない。
図1、5は、受止体(ベイル)114に力を伝えることができるボディ76を備える、歪変形ロック・アンカにプレテンションを設定するための機構の実施形態を示す。その受止体114は、その中に、延伸引張支持部材10およびガウジング部材セグメント128を、張力が掛かる前の位置で収容している。ボディ76は、ボディ76を介して力を発生させて、延伸引張支持部材10、受止体(ベイル)114、およびガウジング部材セグメント128を張力が掛かる位置に移動させる機構77を含む。張力が掛かる位置は、延伸引張支持部材10が、ベイル114およびガウジング部材セグメント128に対して移動して、ガウジング部材セグメント128が、延伸引張支持部材10に変形を生じさせる位置として定義される。機構77は、廻されると、ボディ76を介して1組のねじによってボディ76の高さを伸張する力を発生することができ、延伸引張支持部材を引張状態に移行させる。ボディ76はまた、たとえば、油圧が掛かったとき膨張してベイル(Swellex(登録商標))をプリセットする中空金属円環でもよい。機構77はまた、延伸引張支持部材に対してベイルを移動させる油圧ラムでもよい。機構77はまた、ベイルとワッシャとの間に押し込まれて、ベイルを延伸引張支持部材に対して移動させるガウジング部材でもよい。機構77はまた、廻されると拡張し、ボディをベイルに向かって押し広げる、カム・シャフト・ローブと同様な先細ローラでもよい。
図25は、十分な穿孔深さに到達した後も取り付けられたままの犠牲錐先88を含む延伸引張支持部材の遠位端15を有する、一般的構想の修正形態を示す図である。近位端11は、ガウジング部材を含む受止部材を有する。この型式は、近位端11が、常に歪変形アンカをその端部に有するので、インディケータを用いる使用に適する。ハイブリッド歪変形自己穿孔アンカと従来の自己穿孔アンカとの違いは、ともかくも最後のロッドが、小さなねじ部分だけでそれをカップリング87に固定させ、ロッドの残りの部分にねじが切られていることである。
図26は、歪変形機械式アンカ100を使用するか、または楔75を歪変形ベイル・タイプ・ロックに置き換えるかのいずれかによって、トラス・ボルトを歪変形させることができることを示す。すなわち、1対の機械式シェル12、またはグラウテド・コラム・アンカ・トラス・プレート500である。
別の実施形態では、ロック・アンカの全歪変形の調節の方法は以下のステップを含む。
最初は、塑性歪変形が既知である延伸引張支持部材を選択するステップである。塑性歪変形は、鋼材がその弾性回復範囲を超え、ただし最終破損および破壊に達する前の張力を受けたときに生じる永久伸張として定義される。塑性歪変形項目は、破損前に延伸歪変形を与える本発明の特性を最大化するために重要である。材料の塑性歪変形が小さい場合は、別の材料に置き換え、断面がより大きなサイズ(丸い断面の場合は直径)の材料に置き換え、または、単一の受止体内に複数の延伸引張支持部材が取り付けられた多重システムに置き換えることができる。僅か6インチ以下の小さな制御された変位が要求されるときは、延伸引張要素の塑性歪変形範囲内で作動させることが可能である。
延伸引張材料の塑性変形が分かった後は、少なくとも1つのガウジング部材セグメントの選択が始まる。ガウジング部材セグメントは、如何なる寸法または形状でもよいが、唯一の制限は、摩耗による早期破損を防止するために、延伸引張支持部材の硬度より高い硬度を有するべきことである。ガウジング部材セグメントが、受止部材または延伸引張支持部材より軟らかい場合、ガウジング要素が延伸引張支持部材と接触してすり減らされ、したがって小さくなっていくので、制御された変位中の荷重が減少する。ガウジング部材セグメントの数は、1個から、多数のガウジング部材セグメントが互いに干渉し、延伸引張支持部材を受止部材内で詰まらせ破断させない限り、殆ど無限の範囲まで取り得る。
次のステップは、ガウジング部材セグメントと延伸引張要素との干渉量を選択することである。考慮すべき要因は、干渉は、あるガウジング部材セグメントについて、それが深く喰い込んで受止体を抜け出してしまうほど大きくてはならないということである。干渉の理想的な深さは、ガウジング部材セグメントの幅の25〜75%であり、各設定は、深さが延伸引張支持部材のロックアップおよび塑性変形を生じるほど深くないことを判定するために、使用前に検査されるべきである。
各状況において、仕事を安全に進めるには、変位を起こし得る荷重と、衝撃に対する反力との間に相違を持たせることが必要である。それゆえ、干渉量によって生じる歪変形の力が、延伸引張支持部材の塑性変形のために必要な力より確実に小さくなるように計算することによって、装置が予測し得る様な歪変形を行うことを保証することができるようにする。最も安定した歪変形示度(力の乱高下や急変動の無い)は、典型的には50〜75%以下の干渉深さの複数のガウジング部材セグメントを有する、平滑な表面に延伸引張支持部材によって生じる。干渉深さは、ガウジング要素の寸法に対する、ガウジング要素による喰込み溝の深さである。
受止体およびガウジング部材が、選択された特定の延伸引張支持部材に対して最適化された後は、次いで、ガウジング部材セグメントと延伸引張支持部材との干渉に対する延伸引張支持部材の長さの設定である。これは、受止体が延伸引張支持部材の端部を通り抜けるか、または破断により破損するかのいずれかによる最終破損に至るまでに吸収される力の総量である。通常、延伸引張支持部材の端部は、それが受止体を通り抜けるのを防止して、引張部材を端部で最終破損させるように修正される。考慮する必要がある要因は、装置が最終的に破損するまでに許容可能な移動量である。
グラウト式ロック・アンカの合計歪変形を調節する方法は、塑性歪変形をする延伸引張支持部材を選択するステップと、少なくとも1つのガウジング部材セグメントを選択するステップと、ガウジング部材セグメントと延伸引張支持部材との干渉量を選択するステップとを含む上記の方法と同様である。
違いは、既知の歪変形を有するグラウトを選択するステップにある。これは一部には、歪変形ロック・ボルトが固定される場所の状態によって決定される。ある種の状況では、セメントなど、極めて強力なグラウトが必要であり、他の状況では、周囲の岩盤層の強度によって、極めて弱いグラウトであることもある。したがって、グラウトの歪変形は、ガウジング部材セグメントの数、形式、および延伸引張支持部材との干渉特性を選択するときの要件となり得る。
試算ステップは、干渉量によって生じる歪変形の力が、延伸引張支持部材の塑性変形、またはグラウトの歪変形のために必要な力より確実に小さくなるように計算するステップである。グラウトは、考慮すべき追加の歪変形機構として作用する。
最後のステップは、ガウジング部材セグメントと延伸引張支持部材との干渉に対する延伸引張支持部材の長さを設定することである。グラウトもまた、これが移動距離に加わるので、考慮に入れるべきであり、計算される全歪変形の要因として含めるべきである。
可変歪変形機械式ロック・アンカを装着する方法は、従来型と同様であるが、部分的に異なる。装着における第1のステップは、岩盤面に穴を開けることである。標準的穴は、修正なしで満足できるが、穴は、受止部材を越えて延出する延伸引張支持部材の長さを含むアンカの全長を受け入れるのに十分な長さのものでなければならない。次のステップは、岩盤質のタイプに適合するアンカ・シェルを選択することである。次いで、近位端および遠位端を有する延伸引張支持部材を選択し、延伸引張支持部材の遠位端を、アンカ・シェルに挿入し貫通させる。次いで、遠位端を、所望の歪変形に対応する所定の距離だけ、アンカ・シェルを越えて通過させる。次いで、ガウジング部材セグメントを、延伸引張支持部材とアンカ・シェルとの間に挿入して、可変歪変形機械式ロック・アンカを形成する。可変歪変形機械式ロック・アンカの延伸引張支持部材の遠位端を穴に挿入し、次いでアンカ・シェルを膨張させる。次いで、板を近位端に取り付けることが可能になる。この方法は、通常、客先に発送する前に工場で実行されるが、本発明の組み立て、および最初の装着中の張力負荷は、最終使用場所で行うことができる。
可変歪変形機械式ロック・アンカを装着する別の方法は以下のステップを含む。岩盤面に穴を開け、適合するアンカ・シェルを選択する。次いで、近位端および遠位端を有する延伸引張支持部材を選択する。延伸引張支持部材の遠位端をアンカ・シェルに挿入し貫通させる。次いで、延伸引張支持部材の遠位端、およびアンカ・シェルを穴に挿入し、アンカ・シェルを膨張させる。
次に、開口(内腔)を有する受止体(ベイル)を選択し、近位端に、所望の歪変形に対応する所定の距離だけ、開口(内腔)を貫通しベイルを越えて通過させる。次いで、ガウジング部材セグメントを、延伸引張支持部材とベイルとの間の開口(内腔)に挿入して、可変歪変形機械式ロック・アンカを形成する。板が、受止体と岩盤面との間で近位端に取り付けられる。
グラウト式可変歪変形機械式ロック・アンカを装着する別の方法は、やはり岩盤面に穴を開けることを含む。次いで、岩盤の状態に適合するグラウトを選択する。次いで、グラウトに基づいて、開口(内腔)を有する受止体(ベイル)を選択する。次いで、近位端および遠位端を有する適切な延伸引張支持部材を選択する。次いで、延伸引張支持部材の遠位端をベイルの開口(内腔)に挿入し貫通させる。そして、遠位端に、所望の歪変形に対応する所定の距離だけ、ベイルを越えて通過させる。次いで、ガウジング部材セグメントを、延伸引張支持部材とベイルとの間の開口(内腔)に挿入して、可変歪変形機械式ロック・アンカを形成する。次に、可変歪変形機械式ロック・アンカの延伸引張支持部材の遠位端を穴に挿入する。ロック・アンカを装着する前、または後に穴をグラウティングすることができ、最後に近位端に板を取り付ける。
可変歪変形機械式ロック・アンカを装着する別の方法は、岩盤面に穴を開けるステップと、条件に適合するグラウトを選択するステップと、近位端および遠位端を有する延伸引張支持部材を選択するステップと、延伸引張支持部材の遠位端をアンカ・シェルに挿入し貫通させるステップと、延伸引張支持部材の遠位端およびアンカ・シェルを穴に挿入するステップと、アンカ・シェルをグラウティングするステップと、開口(内腔)を有するベイルを選択するステップと、近位端に、所望の歪変形に対応する所定の距離だけ、開口(内腔)を貫通しベイルを越えて通過させるステップと、ガウジング部材セグメントを、延伸引張支持部材とベイルとの間の開口(内腔)に挿入して、可変歪変形機械式ロック・アンカを形成するステップと、板を近位端に取り付けるステップとを含む。
予め穿孔した穴中に配置されたところを示した、本発明のロック・アンカの一実施形態の側面部分断面図である。 図1のロック・アンカのアンカ・ヘッドの拡大側面断面図である。 本発明によるロック・アンカの第2の実施形態のアンカ・シェルの上方からの斜視図である。 図3のアンカ・シェルを有するロック・アンカ・ヘッドの平面図である。 初期引張装置が装着された、穴外で歪変形する本発明の延伸引張支持部材の別の実施形態の側面断面図である。 延伸引張支持部材の実施形態の側面断面図である。 本発明のロック・ボルトのアンカ・ヘッドの平面図である。 図7のアンカ・ヘッドの、図7の線2−2による前面断面図である。 使用中の、図7および図8のアンカ・ヘッドの概略前面部分断面図である。 本発明のロック・ボルトが、採掘作業で垂れ下がる壁(天井)中に予穿孔された穴の中に配置されたところを示す側面図である。 使用中の、図10のボルトの作用を示す図である。 本発明に係る2つのロック・ボルトの性能を示す、1組の比較グラフである。 全体がグラウティングされたロック・ボルトの例を示す図である。 受止体(ベイル)の切欠図である。 ロック・ボルトの性能を比較したグラフ図である。 本発明と組み合わせて延伸引張支持部材の遠位端に使用することができる一群の従来型ベイルを示す図である。あるいは、従来型のベイルを修正型ベイルで交換することもできる。 従来型シェル・アンカを修正型シェル・アンカと比較した図である。 点線は、端部にかしめを追加することによって可能になった追加の歪変形を表す、歪変形機械式シェル・アンカに対する従来型アンカの歪変形特性の比較グラフ図である。 油圧膨張固定型外部歪変形アンカの装着図である。 油圧膨張型アンカを示す図である。 部分的に膨脹した油圧膨張型アンカを示す図である。 全体的に膨脹した油圧膨張型アンカを示す図である。 装着前の歪変形グラウト式ロック・アンカを示す図である。 部分的にグラウティングされた歪変形型アンカを示す図である。 全体をグラウティングされたときの、6インチの歪変形による、本発明の試験結果のグラフ図である。 移動インディケータを有し、外部歪変形を行う、部分的にグラウティングされたロック・ボルトを示す図である。 グラウト式鉄筋の試験のグラフ図である。 外部歪変形アンカを有する自己穿孔アンカを示す図である。 歪変形トラス・ボルトを示す図である。 ガウジング部材の様々な実施形態を示す図である。

Claims (34)

  1. 延伸引張支持部材と、
    前記延伸引張支持部材に対して締まり嵌めする少なくとも1つのガウジング部材セグメントと、前記延伸引張支持部材を受け入れることができる径の開口を有する受止部材と、前記延伸引張支持部材を覆う接着防止材とから成り、
    前記受止部材は、ガウジング中前記ガウジング部材セグメントを、前記延伸引張支持部材および前記受止部材に移動可能に結合させるための、少なくとも1つの保持凹部を有し、前記延伸引張支持部材は、その最終破損に至るまでの所定の歪変形量に対応する長さだけ前記受止部材を越えて延出する、
    可変歪変形ロック・アンカ・ボルト装置。
  2. 前記接着防止材は、ワックス、プラスチック、油、グリース、石鹸、固体潤滑材、スリーブ、またはそれらの組合せからなる群から選択される、請求項1に記載の装置。
  3. 前記ガウジング部材セグメントは、ボール・ベアリング、ニードル・ベアリング、ローラ・ベアリング、円錐ベアリング、楔形ベアリング、および、それらの組合せからなる群から選択されるベアリングである、請求項1に記載の装置。
  4. 前記ガウジング部材セグメントを位置決めして保持する保持凹部は、前記受止部材の開口に始まり、前記ガウジング部材セグメントと前記延伸引張支持部材との間の干渉量を決定する段部幅を有する平坦な段部上で終わる溝である、請求項1に記載の装置。
  5. 前記ガウジング部材セグメントは、焼入れ鋼製ボール・ベアリングであり、前記段部幅は、前記ボール・ベアリングの直径の25〜75%である、請求項4に記載の装置。
  6. 前記開口は、少なくとも1つの入口直径とそれよりも小さい座面直径を有していて、それらの間の角度が4〜12度であり、また、前記開口は、前記座面直径との間で段部を形成する傾斜防止部を備える、請求項5に記載の装置。
  7. 前記受止部材には、詰め物材が充填されている、請求項1に記載の装置。
  8. 前記開口は、それぞれが6〜8度の傾斜を有する少なくとも4つの溝と、直径が少なくとも0.156インチの鋼製ボール・ベアリングであるガウジング部材セグメントと、前記各溝中に存する前記ボール・ベアリングがプレテンション後に着座する少なくとも0.125インチの幅の段部とを有する、請求項1に記載の装置。
  9. 前記受止部材が、それを越えて延びる前記延伸引張支持部材の長さにより決定される、予め選択された歪み荷重によってプレテンションされる、請求項1に記載の装置。
  10. 延伸引張支持部材と、
    少なくとも1つのガウジング部材と、
    前記延伸引張支持部材を受け入れ、前記延伸引張支持部材との間において前記ガウジング部材をプレテンションすることができる受止部材とを備え、
    前記ガウジング部材は、圧力下で前記延伸引張支持部材に特定のプリセット歪み変形を与えるために、据え付けに先立ってプレテンションされ、また、前記延伸引張支持部材は、テンション下においてより制御された歪み変形が起こるように滑らかな表面を含み、該滑らかな表面は、径又は表面状態が異なるガウジング部材の対向部から受ける損傷を減少させ、前記滑らかな表面は、前記延伸引張支持部材がガウジングされるに十分な歪み変形長さを有し、
    プレテンショニングは、前記受止部材を通して前記延伸引張支持部材を、少なくとも1つのガウジング部材を前記延伸引張支持部材内に喰い込ませるために押すことと、前記受止部材を通して前記延伸引張支持部材を、少なくとも1つのガウジング部材を前記延伸引張支持部材内に喰い込ませるために引くことのうちの少なくとも一方を含む、
    可変歪変形ロック・アンカ・ボルト装置。
  11. 前記受止部材は、前記ガウジング部材を、前記延伸引張支持部材と前記受止部材との間に位置させて保持するための、少なくとも1つの保持凹部を有する、請求項10に記載の装置。
  12. 前記ガウジング部材は、ボール・ベアリング、ニードル・ベアリング、ローラ・ベアリング、楔形ベアリング、円錐ベアリング、および、それらの組合せからなる群から選択されるベアリングである、請求項10に記載の装置。
  13. 第2の延伸部材と、それぞれがトラス・シューを有していて、それぞれが対応する前記延伸引張支持部材に取り付けられている一対のトラス・プレートと、前記トラス・シュー間に引き張られている水平ケーブルとをさらに備える、請求項10に記載の装置。
  14. 前記受止部材は、前記ガウジング部材を受け入れる凹部を有する機械式シェルである、請求項10に記載の装置。
  15. 前記延伸引張支持部材は滑らかな表面を有し、
    前記ガウジング部材は焼き入れされたボール・ベアリングであり、
    前記受止部材は、プレテンショニング時に前記ボール・ベアリングが着座する段部で終わる4〜12度の傾斜面である、少なくとも1つの凹部のある開口を有する鋼製円筒体である、請求項10に記載の装置。
  16. 前記開口は、内径が前記延伸引張支持部材の外径よりその25%を越えて大きくない傾斜防止部を有する、請求項15に記載の装置。
  17. 前記傾斜防止部は、前記ボール・ベアリングと前記延伸引張支持部材との間の干渉状態を制御する段部深さおよび段部幅を有する、請求項16に記載の装置。
  18. 延伸引張支持部材と、
    前記延伸引張支持部材に対して締まり嵌めする少なくとも1つのガウジング部材セグメントと、
    前記延伸引張支持部材を受け入れる寸法に形成された機械式の膨張型ロック・アンカ・シェルとを備え、
    前記膨張型ロック・アンカ・シェルは、それらの間に前記ガウジング部材セグメントを配置し保持する少なくとも1つの保持凹部を有し、前記延伸引張支持部材は、最終破損に至るまでの所定の歪変形量に対応する長さだけ、前記膨張型ロック・アンカ・シェルを越えて延出し、
    前記ガウジング部材セグメントは、前記ガウジング部材セグメントが前記延伸引張支持部材内に予め定められた深さ喰い込むように、据え付に先立って圧力下で前記延伸引張支持部材にプリセットされる
    可変歪変形ロック・アンカ・ボルト装置。
  19. 前記延伸引張支持部材は、鉄筋である、請求項18に記載の装置。
  20. 前記膨張型ロック・アンカ・シェルは、終端が前記ガウジング部材セグメントを受け入れる幅を有する段部で終わる溝を有し、前記ガウジング部材セグメントと組み合わさる前記段部の幅は、前記延伸引張支持部材のガウジング深さに対応する、請求項18に記載の装置。
  21. 前記ガウジング部材セグメントは、ボール・ベアリング、ニードル・ベアリング、ローラ・ベアリング、円錐ベアリング、楔形ベアリング、および、それらの組合せからなる群から選択されるベアリングである、請求項18に記載の装置。
  22. 前記延伸引張支持部材が越えて延出することができる穴を有する変形スターラップと、前記延伸引張支持部材を受け入れることができる開口を有する受止部材とをさらに備え、
    前記変形スターラップは、前記受止部材と前記延伸引張支持部材とを含む前記膨張型ロック・アンカ・シェルを取り囲み、前記受止部材は調整可能な歪み変形を制御するために前記ガウジング部材セグメントに接触し、前記変形スターラップは前記受止部材にテンションがかかった際に前記膨張型ロック・アンカ・シェルを膨張させる、請求項18に記載の装置。
  23. 前記受止部材の開口は、少なくとも1つの入口直径とそれよりも小さい座面直径を有していて、それらの間の角度が4〜12度であり、また、前記開口は内に傾斜防止部を備える、請求項22に記載の装置。
  24. 前記傾斜防止部は、前記延伸引張支持部材の外径よりその25%を越えて大きくない内径を有する、請求項23に記載の装置。
  25. 前記延伸引張支持部材は、少なくとも一部に滑らかな部分を有する鋼材で、前記ガウジング部材セグメントは焼き入れ鋼製ボール・ベアリングであり、前記膨張型ロック・アンカ・シェルは、少なくとも1つの凹部が、4〜12度の傾斜で段部で終わる傾斜面であるリーフであり、前記ボール・ベアリングはプレテンショニング時に前記段部に着座する、請求項18に記載の装置
  26. 延伸引張支持部材と、
    前記延伸引張支持部材に対して締まり嵌めして、干渉深さ分前記延伸引張支持部材の表面に喰い込み溝を生成する少なくとも1つのガウジング部材と、
    前記延伸引張支持部材を受け入れることができる径であって、前記ガウジング部材を配置し保持する少なくとも1つの保持凹部を有する開口を備えた受止部材とから成り、
    前記ガウジング部材は、前記ガウジング部材が前記延伸引張支持部材内に予め定められた深さ喰い込むように、据え付けに先立って圧力下で前記延伸引張支持部材にプリセットされ、前記保持凹部は、前記受止部材の内表面に存する、
    可変歪変形ロック・アンカ・ボルト装置。
  27. 前記ガウジング部材は、ボール・ベアリング、ニードル・ベアリング、ローラ・ベアリング、楔形ベアリング、円錐ベアリング、および、それらの組合せからなる群から選択されるベアリングである、請求項26に記載の装置。
  28. さらにねじスクリューを含み、前記ガウジング部材を位置決めして保持する凹部は、前記受止体の開口に交差するねじ穴に近接する窪みであり、前記ねじスクリューの位置によって前記ガウジング部材と前記延伸引張支持部材との干渉度合が決まる、請求項26に記載の装置。
  29. 内径が前記延伸引張支持部材の外径よりその25%を越えて大きくない開口内の傾斜防止部と、
    少なくとも1つの入口直径とそれよりも小さい座面直径を有していて、それらの間の角度が4〜12度である開口内において、前記座面直径と傾斜防止部との間に形成される段部と
    をさらに備える、請求項26に記載の装置。
  30. 近位端および遠位端を有する延伸引張支持部材と、
    前記延伸引張支持部材に対して締まり嵌めして、干渉深さ分前記延伸引張支持部材の表面に喰い込み溝を生成する少なくとも1つのガウジング部材と、
    前記延伸引張支持部材を受け入れることができ、前記延伸引張支持部材が、それを越えて最終破損に至るまでの所定の歪変形量に対応する長さだけ延出する受止部材と、前記延伸引張支持部材の近位端に配置され、前記延伸引張支持部材の表面の喰い込み溝の長さを示す視覚マーキングを含む移動インディケータと、
    から成る可変歪変形ロック・アンカ・ボルト装置。
  31. 前記延伸引張支持部材の近位端に取り付けられ、前記受止部材が所定の移動をした後に脱落する移動インディケータをさらに備える、請求項30に記載の装置。
  32. 延伸引張支持部材と、
    ガウジング中、前記延伸引張支持部材に対して締まり嵌めする少なくとも1つのガウジング部材と、
    前記延伸引張支持部材を受け入れることができる径の開口を有していて、内部に、ガウジング中前記ガウジング部材を、前記延伸引張支持部材および受止部材に移動可能に結合させるための、少なくとも1つの位置決め部材を有する、前記受止部材とから成り、
    前記延伸引張支持部材は、その最終破損に至るまでの所定の歪変形量に対応する長さだけ前記受止部材を越えて延出し、前記少なくとも1つの位置決め部材は、前記受止部材の端から端まで延びて前記延伸引張支持部材に垂直である、
    可変歪変形ロック・アンカ・ボルト装置。
  33. 延伸引張支持部材と、
    ガウジング中、前記延伸引張支持部材に対して締まり嵌めする少なくとも1つのガウジング部材と、
    前記延伸引張支持部材を受け入れることができ、前記ガウジング部材を前記延伸引張支持部材に移動可能に結合する受止部材とから成り、
    前記受止部材は、前記延伸引張支持部材に対して垂直に前記受止部材の外側から内側に延びる穴を含み、前記延伸引張支持部材は、その最終破損に至るまでの所定の歪変形量に対応する長さだけ前記受止部材を越えて延出する、
    可変歪変形ロック・アンカ・ボルト装置。
  34. 前記受止部材は、前記ガウジング部材を前記延伸引張支持部材に対して位置決めするために、前記ガウジング部材に対して直接作用する調整スクリューを含む、請求項33に記載の装置。
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RU (1) RU2364723C2 (ja)
WO (1) WO2006034208A1 (ja)

Families Citing this family (38)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101048573B (zh) 2004-09-20 2010-10-13 阿特拉斯·科普柯·迈有限公司 细长形抗拉支撑件
NZ569410A (en) * 2005-12-01 2011-05-27 Nok Lok Licensing Ltd Anchoring system for posts with collet(s) having longitudinally two tapering sections separated by non-tapering section
DE102006053141B3 (de) * 2006-11-10 2008-06-19 Atlas Copco Mai Gmbh Verbesserter Gleitanker
US7765752B2 (en) * 2008-02-20 2010-08-03 Hayes Specialty Machining, Ltd. Anchor system with substantially longitudinally equal wedge compression
BRPI0822279A2 (pt) * 2008-02-29 2015-06-30 Atlas Copco Mai Gmbh Chumbador de deslizamento
PE20120598A1 (es) * 2008-12-23 2012-06-17 Hani Sabri Mitri Perno de cable con manga
AU2009337040A1 (en) * 2009-01-07 2011-07-14 Mansour Mining Technologies Inc. Yieldable cone bolt and method of manufacturing same
US7959379B2 (en) * 2009-03-02 2011-06-14 Robertson Jr Roy Lee Bolt anchor
EP4242422A3 (en) 2009-03-10 2023-11-22 Sandvik Intellectual Property AB Friction bolt
WO2011075810A1 (en) * 2009-12-22 2011-06-30 Mansour Mining Inc. Anchor tendon with selectively deformable portions
WO2011163449A1 (en) 2010-06-24 2011-12-29 Nucor Steel Birmingham, Inc. A tensionable threaded rebar bolt
EP2439359A1 (de) * 2010-10-06 2012-04-11 F.J. Aschwanden AG Verfahren zum Verstärken von betonierten Platten im Bereich von Stützelementen
US9010165B2 (en) 2011-01-18 2015-04-21 Nucor Corporation Threaded rebar manufacturing process and system
JP5749984B2 (ja) 2011-02-04 2015-07-15 エヌパット株式会社 アンカーボルト、アンカー金具、連結ナットおよび締付ナット
CN102116162B (zh) * 2011-03-25 2012-07-25 平安煤矿瓦斯治理国家工程研究中心有限责任公司 煤矿拉力分散型锚索及其锚固方法
JP6047382B2 (ja) * 2012-02-02 2016-12-21 エヌパット株式会社 アンカーおよびアンカー施工方法
SE539285C2 (sv) * 2013-02-07 2017-06-20 Rock Solutions North AB Bergbult
CN103104271B (zh) * 2013-02-21 2014-11-19 中国矿业大学 一种锚索断裂冲击缓冲保护装置
CL2014001002A1 (es) * 2013-12-12 2014-11-28 Ncm Innovations Pty Ltd Perno de anclaje en roca que incluye un cuerpo cilindrico alargado que tiene, un primer extremo distal y un segundo extremo proximal opuesto, una porcion roscada en el segundo extremo, un primer anclaje situado en o al menos parcialmente situado en una primera porcion de extremo del cuerpo, un segundo anclaje, una primera porcion de vastago entre el primer y el segundo anclaje.
CA2933369C (en) * 2013-12-12 2022-05-31 Garock Pty Ltd Ground support apparatus and method
DE102014011309A1 (de) * 2014-08-04 2016-02-04 Bernd Siegmund Bolzen zum Verspannen aneinander liegender Teile
SE539627C2 (sv) * 2015-01-23 2017-10-24 Bergteamet Ab Dynamisk bergbult och förfarande för tillverkening av i sådan ingående dragstång.
CN104846822B (zh) * 2015-05-07 2016-08-17 重庆交通大学 屈服锚索
PL3294991T3 (pl) 2015-05-08 2021-01-11 Normet International Limited Miejscowa, samowiercąca, pusta żerdź kotwiowa
WO2017119145A1 (ja) * 2016-01-06 2017-07-13 鹿島建設株式会社 ロックボルト
CZ306774B6 (cs) * 2016-04-28 2017-06-28 Dsi Underground Ip Holdings Luxembourg Sarl Rozpínatelný horninový svorník s indikátorem upnutí
US10060809B1 (en) * 2016-10-27 2018-08-28 Larry C. Hoffman Friction stabilizer pull tester and method
ES2921260T3 (es) * 2017-05-08 2022-08-22 Leviat GmbH Riel de fijación y componente de hormigón con un riel de fijación
SE543815C2 (sv) * 2018-03-05 2021-08-03 Nybergs Mekaniska Verkst Ab Adaptivt och momentant beläggande av skyddande barriärer på ett bergförstärkningselement
CN108843666A (zh) * 2018-08-01 2018-11-20 广东百能家居有限公司 一种橱柜板材卡合连接用预埋件
US10920412B2 (en) * 2018-12-29 2021-02-16 Hall Labs Llc Modular building unit and system
CN110344868B (zh) * 2019-08-23 2024-03-19 中铁二院工程集团有限责任公司 一种可承受隧道大变形的锚杆-锚索支护体系及使用方法
CN110616710B (zh) * 2019-09-18 2021-06-15 中国五冶集团有限公司 一种抗浮锚杆节点防水施工方法
CN110925001B (zh) * 2019-11-29 2021-03-23 华北水利水电大学 一种防止锚索失效弹射的缓冲保护装置
CN113374497B (zh) * 2021-05-27 2022-10-14 山东科技大学 一种拱形巷道主动与被动支护耦合整体协调承载结构及方法
RU2768582C1 (ru) * 2021-07-12 2022-03-24 Евгений Васильевич Дементьев Анкер для стен шахт и туннелей
CN115596483B (zh) * 2022-11-29 2023-03-24 中铁电气化局集团有限公司 一种多导洞隧道临时支护装置及其施工方法
CN117605512B (zh) * 2024-01-23 2024-04-19 矿冶科技集团有限公司 一种锚索高压注浆控制装置和方法

Family Cites Families (39)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB651556A (en) 1948-06-29 1951-04-04 Atlas Stone Company Ltd Improved device for gripping a rod
US3349662A (en) 1965-06-23 1967-10-31 Chester I Williams Rotatively-set anchor assembly for a mine bolt
US3967455A (en) 1975-02-03 1976-07-06 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Interior Controlled yielding rock bolt
DE2629351C2 (de) 1976-06-30 1978-05-24 Bwz Berg- Und Industrietechnik Gmbh, 4250 Bottrop Vorrichtung zum Setzen eines Klebeankers
AT366150B (de) * 1976-11-15 1982-03-10 Powondra Dipl Ing Franz Anker zum abstuetzen einer fels- oder erdwand
SU826000A1 (ru) * 1978-10-06 1981-04-30 Vnii Gornoj Geomekhaniki Marks Анкерна крепь
DE2927953C2 (de) * 1979-07-11 1983-08-18 Bergwerksverband Gmbh, 4300 Essen Gebirgsanker
US4339217A (en) 1980-07-07 1982-07-13 Drillco Devices Limited Expanding anchor bolt assembly
AU542884B2 (en) * 1980-07-31 1985-03-21 Dipl.Ing. Dr. Mont. Franz Powondra Resilient yieldable device
US4378180A (en) * 1980-11-05 1983-03-29 Scott James J Yieldable mine roof support fixture
US4403894A (en) * 1981-02-09 1983-09-13 The Eastern Company Rock bolt expansion anchor having windened expansion range
JPS5951899U (ja) * 1982-09-30 1984-04-05 技術資源開発株式会社 アンカ−ヘツド
AT376009B (de) 1982-12-13 1984-10-10 Powondra Franz Dipl Ing Dr Verfahren zur erzielung einer nachgiebigen verbindung zwischen einem metallischen stabfoermigen koerper und einer von diesem durchsetzten halterung
DE3344511A1 (de) 1983-12-09 1985-06-20 Dyckerhoff & Widmann AG, 8000 München Vorrichtung zum setzen eines kunstharz-klebeankers
DE3503012A1 (de) * 1985-01-30 1986-07-31 Dyckerhoff & Widmann AG, 8000 München Verspannvorrichtung fuer das zugglied eines ankers, insbesondere eines felsankers
US4666344A (en) * 1985-12-16 1987-05-19 Seegmiller Ben L Truss systems and components thereof
DE3713291A1 (de) 1987-04-18 1988-11-03 Dyckerhoff & Widmann Ag Gebirgsanker zur sicherung von strecken und raeumen im berg- und tunnelbau
US4946315A (en) * 1988-12-13 1990-08-07 Chugh Yoginder P Mine roof system
JPH02210199A (ja) * 1989-02-10 1990-08-21 Aoki Corp ロックボルトまたはグランドアンカー
US5161916A (en) 1991-06-03 1992-11-10 White Claude C Self-seating expansion anchor
DE4125011A1 (de) * 1991-07-27 1993-01-28 Willich F Berg Bautechnik Vorrichtung zur stabilisierung der zum aufblaettern neigenden gebirgsschichten
US5253960A (en) * 1992-08-10 1993-10-19 Scott James J Cable attachable device to monitor roof loads or provide a yieldable support or a rigid roof support fixture
US5302056A (en) * 1992-10-16 1994-04-12 Jennmar Corporation Method and apparatus for supporting a mine roof
US5882148A (en) 1997-02-07 1999-03-16 Dm Technologies Ltd. Apparatus for yielding support of rock
US5846041A (en) * 1997-07-10 1998-12-08 The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy Nonrotating, self-centering anchor assembly for anchoring a bolt in a borehole
RU2166636C2 (ru) * 1997-11-04 2001-05-10 Институт угля и углехимии СО РАН Гибкий анкер
US5885031A (en) * 1997-12-08 1999-03-23 White; Claude Mine roof bolt anchor
AUPP512198A0 (en) 1998-08-06 1998-08-27 Ajax Technology Centre Pty Ltd Improvements in and relating to bolting
US6474910B2 (en) * 2000-04-20 2002-11-05 Ingersoll-Rand Company Rockbolt assembly
US6742966B2 (en) * 2001-01-12 2004-06-01 James D. Cook Expansion shell assembly
US6626610B1 (en) * 2002-04-02 2003-09-30 Ben L. Seegmiller Cable bolt apparatus and method of installation for mines
AUPS310802A0 (en) * 2002-06-21 2002-07-11 Industrial Rollformers Pty Limited Yielding cable bolt
US20040161316A1 (en) * 2003-02-19 2004-08-19 F.M. Locotos Co., Inc. Tubular mining bolt and method
US7465128B2 (en) 2003-10-27 2008-12-16 Marcellin Bruneau Anchor device with an elastic expansion sleeve
DE10354729A1 (de) 2003-11-22 2005-06-16 Friedr. Ischebeck Gmbh Gleitanker
US6884005B1 (en) * 2004-06-18 2005-04-26 Ben L. Seegmiller Roof support truss
CN101048573B (zh) 2004-09-20 2010-10-13 阿特拉斯·科普柯·迈有限公司 细长形抗拉支撑件
EP1878778A4 (en) * 2005-03-31 2012-04-04 Mitsubishi Chem Corp FLUORESCENT SUBSTANCE, FLUORESCENT SUBSTANCE SHEET AND PROCESS FOR PRODUCING THE SAME, AND LUMINESCENT DEVICE USING SAID FLUORESCENT SUBSTANCE
DE102006053141B3 (de) 2006-11-10 2008-06-19 Atlas Copco Mai Gmbh Verbesserter Gleitanker

Also Published As

Publication number Publication date
CN101048573A (zh) 2007-10-03
AU2005286869A1 (en) 2006-03-30
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NO20072045L (no) 2007-06-20
PE20060665A1 (es) 2006-07-19
US20060067795A1 (en) 2006-03-30
AP2007003930A0 (en) 2007-02-28
RS20070098A (en) 2008-06-05
CA2677760C (en) 2012-11-20
BRPI0516959A (pt) 2008-09-30
IL181943A (en) 2010-11-30
IL181943A0 (en) 2007-07-04
CA2677759C (en) 2012-11-27
MX2007003274A (es) 2007-10-23
EP1819903A1 (en) 2007-08-22
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US7927042B2 (en) 2011-04-19
CN101048573B (zh) 2010-10-13
CA2677759A1 (en) 2006-03-30
CA2677760A1 (en) 2006-03-30
AP2308A (en) 2011-10-31
CA2575710A1 (en) 2006-03-30
HK1107385A1 (en) 2008-04-03
KR100929879B1 (ko) 2009-12-04
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